Рижский залив составляет 4% поверхности Балтийского моря, а его воды — 13%, от общей массы вод Балтийского моря. Наибольшая глубина в заливе — 67 м, а средняя — 26 м. Общая площадь 16300 км², максимальная длина 174 км, максимальная ширина 137 км. Это самый мелководный из заливов Балтийского моря. От моря залив отделяют полуостров Курземес и группа эстонских островов: Сааремаа, Хийумаа, Муху, Ворсми и др. На западе Рижский залив с Балтийским морем соединяет Ирбенский пролив, ширина которого составляет в среднем 30 км, а протяженность от Овиши до мыса Колкасрагс — 60 км.

Рижский залив имеет овальную форму, в центральной части глубина его превышает 50 метров.

Как в Балтийском море, так и в Рижском заливе изменение уровня воды зависит главным образом от приливов и отливов, которые проявляются здесь небольшими (в несколько сантиметров) колебаниями.

Количество осадков распределяется относительно равномерно. В северной части залива их выпадает меньше, в центральной и южной частях — больше. Приток пресной воды из рек, впадающих в Рижский залив, составляет в среднем 31,2 км в год (только Даугава приносит 21 км³ воды в год, т. е. 67%).

В Рижском заливе соленость воды ниже, чем в Балтийском море, в связи с небольшой глубиной и интенсивным притоком пресных вод.

Для побережья Латвии, в особенности — Рижского залива, характерны обширные мели. На прибрежном мелководье часто наблюдаются сильные волнообразования.